Zeitschrift für Stammzellforschung und -therapie

Abstrakt

Verbesserte Zielausrichtung und verbesserte Retention der humanen, autologen, aus Fibroblasten gewonnenen, induzierten, pluripotenten Stammzellen an den Sarkomeren des infarktbefallenen Myokards mit Hilfe der biotechnologisch hergestellten, heterospezifischen, tetravalenten Antikörper

Marek Malecki

Bei klinischen Versuchen zur Regeneration des durch einen Herzinfarkt verletzten menschlichen Herzens werden Stammzellen an die Verletzungsstelle eingebracht. Allerdings kann nur ein kleiner Teil der eingebrachten Stammzellen bereits zwei Wochen nach diesem therapeutischen Eingriff an der Verletzungsstelle nachgewiesen werden. Dies beeinträchtigt die Wirksamkeit der Stammzellentherapie erheblich. Um das oben genannte Problem zu lösen, haben wir genetisch und molekular biotechnologisch heterospezifische, tetravalente Antikörper (htAbs) hergestellt, die sowohl eine hohe Spezifität als auch Affinität gegenüber menschlichen, pluripotenten Stammzellen aufweisen (über die htAb-Domänen, die SSEA-4, SSEA-3, TRA-1-60 und TRA-1-81 binden) sowie gegenüber dem verletzten Herzmuskel (über die htAb-Domänen, die menschliches Herzmyosin, α-Actinin, Actin und Titin binden). Das Herzgewebe wurde von Patienten gewonnen, die eine Herztransplantation erhielten. Die autologen, humanen, induzierten, pluripotenten Stammzellen (hiPSCs) wurden aus den Fibroblasten der Patienten durch nicht-virale Übertragung und vorübergehende Expression der DNA-Konstrukte für: Oct4, Nanog, Sox2, Lin28, Klf4, c-Myc erzeugt. In den Versuchen mit den htAbs verankerten sich die humanen, induzierten, pluripotenten Stammzellen mit statistisch signifikant höherer Effizienz an den Myokardsarkomeren als in den Versuchen mit unspezifischen oder ohne Antikörper (p < 0,001). Darüber hinaus führte die Anwendung der htAbs zu einer Vernetzung der Sarkomerproteine, wodurch stabile Gerüste zur Verankerung der Stammzellen entstanden. Anschließend differenzierten sich diese humanen, induzierten pluripotenten Stammzellen an ihren Verankerungsstellen in Kardiomyozyten. Durch die Biotechnik dieser neuartigen heterospezifischen, tetravalenten Antikörper und ihre Verwendung zur gezielten Führung und Verankerung der Stammzellen an den stabilisierten Sarkomergerüsten haben wir in vitro den Proof of Concept zur Verbesserung der Wirksamkeit der regenerativen Therapie des Herzinfarkts erbracht und die Grundlagen für die In-vivo-Studien geschaffen.